第一節(jié) 上游 行業(yè) 發(fā)展?fàn)顩r 分析
酵母是一種單細(xì)胞微生物,屬于真菌類,早在公元前3000多年前,人類就開始利用酵母來(lái)制作發(fā)酵產(chǎn)品,只是當(dāng)時(shí)人們還沒有認(rèn)識(shí)酵母。但酵母在工業(yè)上的應(yīng)用,從最初的啤酒酵母泥開始在市場(chǎng)上銷售算起,酵母工業(yè)的發(fā)展歷史僅200多年。
中國(guó)酵母生產(chǎn)始于1922年,1949年以前只有上海大華利酵母廠,產(chǎn)品為壓榨酵母(含水量70%左右)。國(guó)內(nèi)活性干酵母的 研究 和生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代,1974年,上海酵母廠首先試制出面包活性干酵母。國(guó)內(nèi)酵母的生產(chǎn)作為一種產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)則是在20世紀(jì)80年代,隨著80年代中期安琪酵母股份有限公司的投產(chǎn),標(biāo)志著中國(guó)的活性干酵母工業(yè)化生產(chǎn)達(dá)到了國(guó)際水平。目前安琪酵母股份有限公司是中國(guó)酵母 行業(yè) 的龍頭企業(yè),是我國(guó)目前產(chǎn)量和銷售量最大的酵母公司。宜昌總部高活性干酵母生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高,輔以全程監(jiān)控,產(chǎn)品性能穩(wěn)定;采用了先進(jìn)的生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品質(zhì)量高,可與國(guó)際同行的產(chǎn)品質(zhì)量媲美。近年來(lái),酵母 行業(yè) 龍頭企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn),短期內(nèi),中國(guó)酵母生產(chǎn)能力將大于市場(chǎng)需求量,預(yù)計(jì)酵母 行業(yè) 競(jìng)爭(zhēng)將有所加劇。
經(jīng)過多年的發(fā)展,我國(guó)酵母 行業(yè) 研發(fā)、生產(chǎn)、裝備水平不斷提高,品種日益多樣化;酵母生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大, 行業(yè) 集中度越來(lái)越高;酵母生產(chǎn)廠家更加重視環(huán)保,加大環(huán)保投入,清潔生產(chǎn);同時(shí)中國(guó)品牌產(chǎn)品得到國(guó)際上的認(rèn)可,出口量逐年加大。我國(guó)專業(yè)生產(chǎn)酵母產(chǎn)品的企業(yè)從最開始的幾家發(fā)展到現(xiàn)在的三十多家,規(guī)模以上企業(yè)已經(jīng)達(dá)到20家左右。
第二節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 分析
1、生物制藥
我國(guó)生物制藥的 研究 和開發(fā)起步于上世紀(jì)70年代,到了90年代已有許多產(chǎn)品步入產(chǎn)業(yè)化并陸續(xù)上市,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)已有近16個(gè)產(chǎn)品投入市場(chǎng),有20多種基因工程藥物處于開發(fā)階段。1996年我國(guó)生物技術(shù)藥品產(chǎn)值約為18億元,實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)5億元,到1997年底上市的基因工程藥物有12種,年產(chǎn)值達(dá)30億元,2000年產(chǎn)值則達(dá)到69億元,2003年達(dá)到99億元。有關(guān)專家預(yù)測(cè),未來(lái)的若干年內(nèi),生物制藥產(chǎn)業(yè)年平均增長(zhǎng)率不會(huì)低于12%,發(fā)展前景廣闊。
企業(yè)規(guī)模小,市場(chǎng)相對(duì)容量小,廠家眾多,產(chǎn)品重復(fù),是我國(guó)生物制藥企業(yè)的特點(diǎn)?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)有200多家生物技術(shù)工程制藥企業(yè)。目前在滬深股市中,涉足生物制藥產(chǎn)業(yè)的上市公司共有67家,總銷售額超過1億元的不超過4家,過千萬(wàn)元的也只有十多家。全國(guó)基因工程藥物總銷售額不及美國(guó)甚至日本一家中等公司的年產(chǎn)值。從企業(yè)自身研發(fā)投入上看,多數(shù)跨國(guó)公司開發(fā)費(fèi)都占其銷售收入的10%以上,有的甚至高達(dá)30%。從籌資規(guī)模上看,歐美國(guó)家的風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)制較為完善,外國(guó)公司實(shí)行資本化運(yùn)營(yíng),籌資能力較強(qiáng)。截至1997年,美國(guó)對(duì)生物技術(shù)的投資已超過500億美元,而且還在以每年追加50億美元的速率促進(jìn)生物技術(shù)的發(fā)展,而我國(guó)總投入只在60億元人民幣左右,還不及國(guó)外大公司一個(gè)基因藥物_年的銷售收人。另外,無(wú)論是在銷售網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、運(yùn)行機(jī)制和效率,還是在市場(chǎng)渠道的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)方面,國(guó)內(nèi)制藥企業(yè)都與國(guó)外公司存在較大差距。
2、飼料
2009年中國(guó)飼料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值為4500億元,較去年上漲5.7%。飼料產(chǎn)量達(dá)1.4億噸,較去年上漲2.4%。2009年上半年飼料產(chǎn)量下降5.4%,全年呈現(xiàn)“V”走勢(shì)。2010年4月上旬農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示,今年一季度我國(guó)飼料總產(chǎn)量達(dá)3030萬(wàn)噸,比去年同期增加了5.6%。 分析 預(yù)測(cè),這一數(shù)字在第二、第三季度可能還會(huì)增加,而進(jìn)入11、12月份增幅可能放緩。據(jù)預(yù)測(cè),2010年全國(guó)飼料總產(chǎn)量有望比去年提高6個(gè)百分點(diǎn)。
3、保健品
據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì),2009年我國(guó)保健品累計(jì)進(jìn)出口額達(dá)2億美元,同比上升3.1%其中,出口額達(dá)8910萬(wàn)美元,同比增長(zhǎng)2.2%;進(jìn)口額達(dá)1.1億美元,同比增長(zhǎng)了3.9%。我國(guó)保健品主要出口地區(qū)仍是日本和美國(guó),兩國(guó)家從我國(guó)進(jìn)口的保健品占我國(guó)保健品出口的六成以上。我國(guó)保健品對(duì)亞洲出口首次出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),對(duì)北美和歐盟等傳統(tǒng)市場(chǎng)出口繼續(xù)保持增勢(shì)。2009年中國(guó)保健品已出口到全球80個(gè)國(guó)家和地區(qū),其中,出口增幅較的國(guó)家越南、加拿大、俄羅斯聯(lián)邦和荷蘭;出口下降較大的國(guó)家和地區(qū)為印度尼西亞、馬來(lái)西亞、澳大利亞、韓國(guó)和香港。
預(yù)測(cè)2010年我國(guó)保健食品 行業(yè) 增速將超過20%,成為近年來(lái)增長(zhǎng)最快的一年。
第三節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
目前,在美、英國(guó),解決硒營(yíng)養(yǎng)不足問題是服用硒酵母,這種硒酵母的制造方法,是把酵母放入含有亞硒酸鈉的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。
富硒酵母對(duì)于補(bǔ)充因缺硒而引起的一些疾病效果明顯,另外酵母中有很豐富的營(yíng)養(yǎng)成分,可以發(fā)揮協(xié)同作用。
提供一種高硒含量的富硒酵母及其生產(chǎn)方法。利用現(xiàn)代育種技術(shù),通過篩選活動(dòng)對(duì)無(wú)機(jī)硒有耐量的酵母菌種,然后在通過化學(xué)誘變技術(shù),選育出硒含量高、生長(zhǎng)速率快、產(chǎn)率高、對(duì)硒的利用率高的耐高硒的富硒酵母菌種。再通過優(yōu)化的發(fā)酵工藝,獲得高硒含量的富硒酵母產(chǎn)品,硒含量為1000-8000mg/kg。高硒含量的富硒酵母產(chǎn)品分為有活性和沒有活性的兩種。并針對(duì)這株菌種制訂專門的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出高硒含量的富硒酵母產(chǎn)品,硒含量為l000-8000mg/kg。
提供了一種富硒釀酒酵母Zl.2(SaccharomycescerevisiaeHansenZl.2),其已經(jīng)于2005年10月25日在中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(CCTCC,武漢大學(xué),郵編430072)進(jìn)行了生物保藏,保藏編號(hào)為CCTCCM205124。它是通過亞硝基胍誘變?cè)诤呐囵B(yǎng)基上選育出來(lái)的。
提供了一種富硒酵母產(chǎn)品,其得自上述的富硒釀酒酵母,其中每kg富硒酵母產(chǎn)品中含硒l000-8000mg,其中有機(jī)硒含量占總硒的90-96.9重量%。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,每Kg的富硒酵母產(chǎn)品中含硒1000~3000mg。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,富硒酵母產(chǎn)品中有機(jī)硒含量占總硒的93-96.9重量%。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,富硒酵母產(chǎn)品的總硒中30-65重量%為硒蛋氨酸。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,富硒酵母產(chǎn)品中的活酵母細(xì)胞率是80-95%。
提供了一種生產(chǎn)上述富硒酵母產(chǎn)品的方法,包括下列步驟:
(a)使的富硒釀酒酵母在含硒l0~300μg/ml的培養(yǎng)基中,于26-35℃的溫度下進(jìn)行發(fā)酵;
(b)將酵母發(fā)酵液干燥,即得富硒酵母產(chǎn)品。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,其中所述培養(yǎng)基中硒含量為lOOμg/ml。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,其中所述的發(fā)酵溫度為30℃。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,其中所述的干燥是將酵母發(fā)酵液進(jìn)行噴粉干燥或蒸汽壓力滾筒干燥。
在優(yōu)選實(shí)施方案中,其中所述的干燥是將酵母發(fā)酵液進(jìn)行冷凍干燥。
主要特點(diǎn)有:
(1)使用的耐高硒的富硒酵母菌種耐硒性能穩(wěn)定,生長(zhǎng)速率快,對(duì)硒的利用率高,含硒高可以達(dá)到8000mg/kg,而以前的方法技術(shù)生產(chǎn)的富硒酵母硒含量在1000mg/kg以下,最高才到1600mg/kg。
(2)生產(chǎn)高硒含量的富硒酵母可以有活性,而以前的技術(shù)生產(chǎn)的富硒酵母大多是沒有活性富硒酵母。
(3)生產(chǎn)的高硒含量的富硒酵母有機(jī)硒含量高,可以達(dá)到99重量%,其中硒蛋氨酸含量可占總硒的65重量%。
具體實(shí)施方式
1)將接種到不同濃度的含硒培養(yǎng)基中,篩選能夠在高硒培養(yǎng)基中能夠生長(zhǎng)的菌種。挑選出耐硒的菌種作為誘變的菌種。
2)將耐硒的菌種接種到含有不同劑量的亞硝基胍的培養(yǎng)基上進(jìn)行誘變。
3)將誘變的酵母菌株再進(jìn)行分離篩選,利用搖瓶和小型發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵選出在含有硒的培養(yǎng)基上硒含量高、生長(zhǎng)速率快、產(chǎn)率高、對(duì)硒的利用率高的耐高硒的富硒酵母菌種,即為耐高硒的富硒酵母菌種。
4)篩選培養(yǎng)基配方
麥芽汁培養(yǎng)基含糖量5-25重量%,含硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)量10-300μg/ml,pH值為4~6.5。
5)篩選培養(yǎng)條件
溫度26-35℃,攪拌培養(yǎng)18~48小時(shí)。
提供了一種富硒酵母產(chǎn)品,其得自上述的富硒釀酒酵母,其中每Kg富硒酵母產(chǎn)品中含硒1000~8000mg,優(yōu)選含硒1000-3000mg;其中有機(jī)硒含量占總硒的90-96.9重量%,優(yōu)選占總硒的93-96.9重量%;還優(yōu)選的是,富硒酵母產(chǎn)品的總硒中30-65重量%為硒蛋氨酸,活酵母細(xì)胞率(活酵母細(xì)胞數(shù)目占總細(xì)胞數(shù)目的百分比)經(jīng)平板染色計(jì)算為80-95%。
第四節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
1)斜面菌種培養(yǎng):將耐高硒的富硒酵母菌種接種到含糖量為5~25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為l0~300μg/ml、pH值為4~6.5的麥芽汁固體斜面上,在26~35℃培養(yǎng)24-48小時(shí)。
2)一級(jí)液體種子培養(yǎng):將斜面的酵母菌種接種1~4環(huán)到裝有l(wèi)00~500ml的含糖量為5~25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為10-3001μg/ml、pH值為4~.5的麥芽汁專用培養(yǎng)瓶中,在26-35℃培養(yǎng)24~48小時(shí)。
3)二級(jí)液體種子培養(yǎng):將一級(jí)液體種子培養(yǎng)液接種到裝有l(wèi)0-40L的含糖(麥芽汁或糖蜜或麥芽汁和糖蜜的混合物)量為5~25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為10-300μg/ml、pH值為4~6.5的卡氏培養(yǎng)瓶中,在26~35℃培養(yǎng)18~48小時(shí)。
4)發(fā)酵罐種子培養(yǎng):將二級(jí)種子培養(yǎng)液接種到裝有l(wèi)-15m3的含糖(麥芽汁或糖蜜或麥芽汁和糖蜜的混合物)量為5-25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為10~300μg/ml、補(bǔ)充適當(dāng)?shù)牡春土自?、pH值為4~6.5的種子發(fā)酵罐中,在26-35℃培養(yǎng)l8-48小時(shí)。
5)發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng):將發(fā)酵罐種子培養(yǎng)液接種到l5-180m3的含糖(淀粉水解糖或糖蜜或淀粉水解糖和糖蜜的混合物)量為5~25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為10~300μg/ml、補(bǔ)充適當(dāng)?shù)牡春土自础H值為4~6.5的發(fā)酵罐中,所用的營(yíng)養(yǎng)源采用流加方式,硒分批次加入,在26-35℃培養(yǎng)l4-36小時(shí)。
6)分離:采用疊片式分離機(jī)分離,再用真空轉(zhuǎn)鼓過濾或者用板框壓濾。
7)干燥:采用60-140℃沸騰式干燥,干燥的產(chǎn)品具有活性;采用l00~180℃噴粉干燥或者用3-6Kpa的蒸汽壓力滾筒干燥,干燥產(chǎn)品沒有活性是粉狀或小片狀;也可以采用冷凍干燥法干燥。
8)包裝:可以采用多種形式的包裝成為高硒含量的富硒酵母產(chǎn)品。在發(fā)酵罐種子培養(yǎng)和發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)中需要添加適量的氮源和磷源,氮源選自硫酸氨、碳酸氫銨、氨水、磷酸氨、磷酸氫氨和磷酸氫二氨,或是這些物質(zhì)的組合。磷源為選自磷酸、磷酸氨、磷酸氫氨和磷酸氫二氨,或是這些物質(zhì)的組合。
如果是連續(xù)的生產(chǎn)可以增加一級(jí)發(fā)酵罐二級(jí)種子發(fā)酵,發(fā)酵條件是:
將發(fā)酵罐種子培養(yǎng)液接種到15-180m3的含糖(淀粉水解糖或糖蜜或淀粉水解糖和糖蜜的混合物)量為5-25重量%、硒(硒酸鹽或亞硒酸鹽)濃度為10-300μg/ml、補(bǔ)充適當(dāng)?shù)牡春土自?、pH值為4~6.5的二級(jí)種子發(fā)酵罐中,所用的營(yíng)養(yǎng)源采用流加方式,硒分批次加入,在26~35℃培養(yǎng)l4-36小時(shí)。然后進(jìn)行離心機(jī)或板框進(jìn)行分離,在4~10℃儲(chǔ)罐或冷庫(kù)中保存,然后根據(jù)需要接種到發(fā)酵罐中再進(jìn)行下一級(jí)培養(yǎng)。
通過上述方法即可生產(chǎn)出的富硒酵母產(chǎn)品,其中每kg富硒酵母產(chǎn)品中含硒1000-8000mg,優(yōu)選含硒l000-3000mg;其中有機(jī)硒含量占總硒的90-99重量%,優(yōu)選占總硒的93-99重量%;還優(yōu)選的是,富硒酵母產(chǎn)品的總硒中30—65重量%為硒蛋氨酸,活酵母細(xì)胞率為80-95%。
第五節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析
利用生物具有轉(zhuǎn)化性富硒能力,可將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒。用這種富集法生產(chǎn)有機(jī)硒食品稱為人工轉(zhuǎn)化補(bǔ)硒營(yíng)養(yǎng)食品。該類產(chǎn)品中的硒以類似天然食物的有機(jī)硒形式存在,如硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸,既可提高硒的生理活性與吸收率,又可降低其毒性,有利于機(jī)體吸收。更重要的是可利用富硒地區(qū)的硒資源優(yōu)勢(shì)和根據(jù)市場(chǎng)需求,有目的、有針對(duì)性地科學(xué)開發(fā)適銷對(duì)路的系列富硒保健食品。
1、微生物富集法。主要有富硒酵母和富硒真菌。
①富硒酵母是將酵母菌放入無(wú)機(jī)硒(亞硒酸鈉)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)而制得。富硒酵母無(wú)毒,直接食用安全,生物利用率高,能有效地提高動(dòng)物或人體體內(nèi)的血硒水平,可作為一種硒營(yíng)養(yǎng)添加劑,用于開發(fā)生產(chǎn)富硒保健食品。富硒酵母在保健食品生產(chǎn)方面有很高的應(yīng)用價(jià)值,而且它具有比亞硒酸鈉更高的生物活性和更高的食用安全性。如中科院高能物理 研究 所研制的含量在1000μg/g以上的硒酵母,有機(jī)硒含量在80%以上,蛋白質(zhì)含量55.77%。
②富硒真菌主要是富硒食用菌,生產(chǎn)方法是在食用菌栽培基料中加入亞硒酸鈉等無(wú)機(jī)硒添加劑。如中國(guó)農(nóng)科院對(duì)藥食兩用價(jià)值的猴頭菇進(jìn)行硒富集力 研究 ,證明其能富集高量硒。山東醫(yī)藥 研究 所對(duì)富硒平菇的培養(yǎng),生產(chǎn)出10-20μg/g和50-60μg/g兩種富硒平菇,有機(jī)硒含量占99.40%-99.52%,可作為保健食品用于治療癌癥、克山病、大骨節(jié)病等。湖北恩施農(nóng)科所生產(chǎn)的富硒蘑菇,有機(jī)硒含量在70μg/g,是生產(chǎn)富硒蘑菇多糖膠囊產(chǎn)品的理想原料。
2、植物轉(zhuǎn)化法
①主要用施硒肥和噴硒氣霧劑的方法使糧食作物、茶葉、蔬菜和水果等植物增加硒含量,是改善機(jī)體低硒狀態(tài)的另一途徑。我國(guó)4大富硒地區(qū)利用當(dāng)?shù)匚Y源,人力開發(fā)富硒糧油、蔬菜、水果食品。如恩施的富硒玉米、富硒小麥、富硒大米、富硒魔芋、富硒茶、富硒天麻等已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)格局。
②利用無(wú)機(jī)硒生產(chǎn)出富硒藻類等富硒海洋植物保健食品及添加劑。如山東某科技公司最新開發(fā)生產(chǎn)的富硒螺旋藻(有機(jī)硒含量≥3.3mg/100g),海藻硒化低聚糖(有機(jī)硒含量≥60mg/100g)等產(chǎn)品,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白。
3、動(dòng)物轉(zhuǎn)化法
用含硒量較高的飼料飼喂動(dòng)物,可生產(chǎn)富硒肉、蛋、奶、禽產(chǎn)品,如富硒蛋、富硒蜂蜜、富硒肉食制品。
4、利用高新技術(shù)研制開發(fā)富硒保健食品
如上海某公司研制的“硒旺膠囊”,經(jīng)科學(xué)鑒定硒納米粒子尺寸介于20-60nm之間;天津的“天馬康必硒”是運(yùn)用現(xiàn)代生物基因高新技術(shù)研制的功能食品。我國(guó)借助太空誘變技術(shù),將天曲母菌經(jīng)太空誘變制成的“富硒他汀”,是他汀與硒的有機(jī)復(fù)合體,這是我國(guó)開發(fā)有機(jī)硒藥物防治心腦血管疾病的一項(xiàng)重大突破。
硒是一種具有副作用的營(yíng)養(yǎng)素,安全范圍較窄,因此在強(qiáng)化過程中必須注意硒的強(qiáng)化劑量,劑量必須以硒供給量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),制定出上下限的強(qiáng)化劑量。另外,硒的強(qiáng)化還存在技術(shù)方面的問題。硒具有高揮發(fā)性,熱處理對(duì)其影響很大。如對(duì)谷物加熱處理會(huì)損失20%的硒。在食品中若添加的硒濃度過高,硒成分會(huì)影響食品的感官質(zhì)量,特別是食品的氣味和顏色。因此解決這一技術(shù)難題將是未來(lái)硒發(fā)展的方向。
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